《工程地质》课件-20.地下洞室围岩稳定性分析

《工程地质》Engineeringgeology地下洞室围岩稳定性分析Engineeringgeology

0102地形条件岩性条件学习内容03地质构造条件隧道是公路工程中与地质条件关系最密切的工程建筑物。隧道的优点是线路短、裁弯取直、减少开挖和填方工程量、抗震性高等。隧道位于地下，四周被各种围岩包围，处于各种不同的地质构造部位，可能遇到各种地质问题。在进行公路规划设计时，隧道位置的确定是先决问题之一。隧道位置的选择，除取决于工程目的要求外，还需考虑地形、岩性、地质构造、地下水等地质条件。地下洞室围岩稳定性分析地下洞室围岩稳定性分析

1、地形条件隧道进、出口地段最好是基岩出露比较完整或坡积层较薄，地形边坡应下陡上缓，洞口岩层最好倾向山里，在地形陡的高边坡开挖洞口时，应不削坡或少削坡即进洞，以保证边坡的稳定性。洞口要避开滑坡、崩塌、冲沟、泥石流等地质灾害易发地段，还要避开山麓残积、坡积、洪积物等第四纪松散沉积物。隧道进出、口不宜选在排水困难的低洼处，也不应选在傍河山嘴及谷口等易受流水冲刷的地段。地下洞室围岩稳定性分析

2、岩性条件均质厚层坚硬完整的硬质岩（岩石饱和抗压强度Rg＞30MPa），围岩的稳定性较好，能适应各种断面形状的地下洞室；而软质岩（Rg＜30MPa）围岩不稳定。洞室位置应尽量选在坚硬完整的岩浆岩、厚层坚硬的沉积层及变质岩中，而应避开软弱岩石（如凝灰岩、粘土岩、页岩、胶结不好的砂砾岩、千枚岩及某些片岩等）和软、硬互层或含软弱夹层的岩体。地质构造是控制岩体完整性、稳定性的重要因素，裂隙和断层亦是地下水渗透的直接通道，隧道选址时应尽量避开地质构造复杂的地区。①岩层产状对隧道选址的影响。当隧道轴线与岩层走向平行时，在水平或近水平的岩层中修建隧道，地质条件较好，但应将隧道位置选在厚层状均质岩层中。

3、地质构造条件在倾斜岩层中修建隧道，一般是不利的，因为开挖隧道切断倾斜岩层后，容易造成隧道两侧边墙所受的侧压力不一致，导致局部变形。在直立或近直立岩层中修建隧道，也是不利的，特别是将隧道位置选在其厚度与隧道跨度相等或小于隧道跨度的直立软弱岩层中时，更是十分不利的；一定不能把隧道位置选在软硬岩层的分界线上，因为隧道顶部的地层岩性不同，容易产生不均匀变形，或在地下水作用下向下滑动，破坏隧道。②褶皱对隧道选址的影响。横穿向斜和背斜修建隧道时，隧道轴线上承受着不同的压力，在向斜的轴部由于存在较强的挤压力，岩层受挤压破碎呈下坠态势，开挖隧道时容易坍落，而且向斜轴部的裂隙中存在承压地下水，开挖时有涌水的威胁。在背斜轴部由于岩层上拱，能很好地将上覆岩层的荷重传递到附近两侧岩体中去，而使背斜轴部拱曲最大部位的压力变小，开挖隧道时岩块坍落以及涌水的可能性较小。平行褶皱轴线方向修建隧道，地质条件都不理想。首先，在背斜轴部选址，虽然岩层上拱使顶部压力有所减弱，但背斜轴部的岩层处于张力作用下，遭受过强烈的破坏，不宜沿背斜轴线长距离开挖、修建隧道；

其次，沿向斜轴线开挖、修建隧道，对工程的稳定性极为不利；

第三，若必须在褶曲岩层地段平行轴线方向修建隧道，可以将隧道轴线选在背斜或向斜的两翼，条件相对好些。③断裂对隧道选址的影响。断层、断裂破碎带对隧道工程极为不利，隧道选址应远离断层，决不能沿断层面走向修建隧道；在断裂破碎带地段修建隧道，应特别慎重，尤其在破碎带较宽、且断层角砾、泥砂、碎石等尚未固结成岩地段，一般不允许平行破碎带修建隧道。如果隧道选址必须穿越断层或断裂破碎带，则应将隧道轴线方向布置在与